Shell粉煤氣化裝置主要運(yùn)行問題的分析
作者/來源：徐國(guó)壯，周紅軍，周廣林，崔隆起[中國(guó)石油大學(xué)(北京)，北京 100220] 日期： 2015-03-16 點(diǎn)擊率：1769
Shell氣流床粉煤氣化技術(shù)(SCGP)是第二代先進(jìn)的粉煤氣化工藝，具有煤種適應(yīng)性較廣，運(yùn)行周期長(zhǎng)，單爐生產(chǎn)能力大，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低，環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)已有19套煤氣化裝置與殼牌簽約，采用SCGP工藝生產(chǎn)合成氣。雙環(huán)、安慶、岳陽、枝江、柳州、永城、云沾化、云天化及神華等企業(yè)的SCGP裝置已陸續(xù)成功投料，并轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn)。
由于SCGP工藝首次在中國(guó)應(yīng)用，也是第一次在合成氣生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用，在試車及運(yùn)行過程中遇到了諸如：粉煤高壓放料不暢；粉煤加壓時(shí)間長(zhǎng)；粉煤密相輸送不夠穩(wěn)定，輸送能力不足；粉體關(guān)鍵設(shè)備、儀表、閥門易損壞；氣化爐超溫，煤燒嘴隔焰罩、水冷壁耐火材料和銷釘易損壞；煤燒嘴頻繁跳車；除渣系統(tǒng)易堵渣，撈渣機(jī)故障率高；合成氣廢熱鍋爐積灰較為嚴(yán)重；廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行不佳，嚴(yán)重時(shí)管道、塔罐被渣灰堵死等問題。此外，原料消耗較大，石灰石、煤、氧、水、電、氮及蒸汽等消耗定額明顯高于設(shè)計(jì)值，如岳陽 SCGP裝置最好煤種的原煤消耗也是設(shè)計(jì)值的107.2％，達(dá)到0.682t煤／103m3有效氣。目前，雖然岳陽SCGP裝置連續(xù)運(yùn)行取得了一些成績(jī)(在較高負(fù)荷下突破了100d)，但相對(duì)于水煤漿氣化，國(guó)內(nèi)SCGP裝置還未實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。
分析和研究SCGP裝置運(yùn)行中產(chǎn)生的這些問題，并探尋解決方法，有利于開好、開穩(wěn)SCGP裝置，充分發(fā)揮SCGP裝置的經(jīng)濟(jì)效益，積累粉煤氣化工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)我國(guó)煤化工自主研發(fā)能力，促進(jìn)我國(guó)煤化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
1 問題產(chǎn)生的原因
對(duì)于工業(yè)運(yùn)行裝置，工藝設(shè)計(jì)、工程施工、工藝控制以及儀表設(shè)備狀況等均會(huì)影響裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。仔細(xì)分析SCGP裝置運(yùn)行中產(chǎn)生的主要問題，不難發(fā)現(xiàn)這些問題主要集中在煤種的選配、粉煤加壓進(jìn)料以及粉煤氣化控制這幾個(gè)方面，而這幾項(xiàng)也是SCGP工藝技術(shù)的關(guān)鍵所在。
1.1 煤種的影響
Shell在漢堡的實(shí)驗(yàn)裝置、休斯敦的SCGP－1及荷蘭的Demkolec裝置上，先后對(duì)大量的煙煤、褐煤、石油焦及混合煤進(jìn)行了試燒。不同原料的應(yīng)用效果表明：幾乎所有煤種都能在SCGP裝置上氣化，碳轉(zhuǎn)化率均在99％以上，但不同的煤種，氣化條件相差較大。煤種不僅影響助熔劑、原煤、氧氣的消耗定額，而且還關(guān)系到冷煤氣效率及能量回收。
國(guó)內(nèi)SCGP裝置運(yùn)行中，雖然對(duì)于物性相差較大的煤種，通過調(diào)整劑煤比(助熔劑與粉煤的質(zhì)量比)、水氧比及氧煤比后，均能在同一套裝置上氣化，但發(fā)現(xiàn)使用不同的煤種，煤線穩(wěn)定性相差很大。如岳陽裝置在使用精煤時(shí)，由于原煤顆粒很小，易磨碎，即使調(diào)整了磨煤機(jī)參數(shù)，粉煤粒度仍然偏細(xì)，導(dǎo)致粉煤輸送不穩(wěn)。另外，有些煤種氣化時(shí)，廢熱鍋爐(SGC)經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重的積灰，換熱效果不佳，合成氣SGC出口溫度逼近聯(lián)鎖值。如安慶裝置氣化原煤主要為皖北劉二礦煤種，運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)，SGC嚴(yán)重積灰，提高敲擊裝置的敲擊頻率，優(yōu)化吹灰裝置工況，均不能有效清除積灰。岳陽裝置在使用山西潞安王莊礦煤作為氣化煤種時(shí)，SGC也出現(xiàn)了嚴(yán)重積灰。
由上可以看出：不僅原煤的組成及物化性質(zhì)直接影響粉煤氣化過程，如原煤粒度或硬度不適宜，....
